ما هي أقل قيمة للتوصيلية المطلوبة لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟

يُعدّ الحد الأدنى لمتطلبات الموصلية الكهربائية عاملاً هاماً عند اختيار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي. فعلى عكس مقاييس التدفق الميكانيكية أو مقاييس التدفق فوق الصوتية، تتطلب مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية أن يتمتع السائل المراد قياسه بمستوى معين من الموصلية الكهربائية لتوليد إشارة قابلة للقياس.

بشكل عام، تتطلب معظم عدادات التدفق الكهرومغناطيسية موصلية سائلة تبلغ:

≥ 5 ميكروسيمنز/سم (ميكروسيمنز لكل سنتيمتر)

يمكن لبعض مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية عالية الأداء قياس السوائل ذات الموصلية المنخفضة، ولكن للحصول على قياس موثوق ومستقر، يوصى عادةً بموصلية أعلى من 5 ميكروسيمنز/سم.

لماذا تؤثر الموصلية على قياس مقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟

يعمل مقياس التدفق الكهرومغناطيسي وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي.

عندما يمر سائل موصل عبر المجال المغناطيسي الناتج عن المستشعر، يتولد جهد كهربائي مستحث. تستشعر الأقطاب الكهربائية المثبتة داخل المستشعر إشارة الجهد هذه، ويقوم المحول بحساب سرعة التدفق.

تعتمد قوة الإشارة المتولدة على الموصلية الكهربائية للسائل.

إذا كانت موصلية السائل منخفضة للغاية:

* تصبح إشارة الجهد المستحث ضعيفة للغاية.
* لا تستطيع الأقطاب الكهربائية اكتشاف إشارة مستقرة.
* قد يتقلب الناتج.
* قد يعرض مقياس التدفق قراءات غير مستقرة أو غير دقيقة.

لذلك، تعتبر الموصلية أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء مقياس التدفق الكهرومغناطيسي.

متطلبات التوصيل الكهربائي النموذجية للسوائل المختلفة

تختلف مستويات التوصيل الكهربائي للسوائل المختلفة.

التطبيقات المناسبة

تُستخدم عدادات التدفق الكهرومغناطيسية على نطاق واسع للسوائل مثل:

تابا

* مناسب عادةً للقياس الكهرومغناطيسي.

مياه الصرف الصحي

* تطبيق ممتاز لأن مياه الصرف الصحي تحتوي عادةً على معادن وأيونات مذابة.

مياه العمليات الصناعية

* مناسب في معظم الحالات.

الأحماض والقلويات

* عادةً ما يمكن قياسها إذا كانت الموصلية كافية.

الطين واللب

* مناسب بسبب الأيونات المذابة والجسيمات العالقة.

تطبيقات ذات موصلية منخفضة

بعض السوائل لها موصلية كهربائية منخفضة للغاية وقد لا تكون مناسبة لقياس التدفق الكهرومغناطيسي.

ومن الأمثلة على ذلك:

ماء نقي

يتميز الماء فائق النقاء بموصلية منخفضة للغاية، وأحيانًا تكون أقل من الحد الأدنى لقياس عدادات التدفق الكهرومغناطيسية القياسية.

تشمل التطبيقات ما يلي:

* مياه تصنيع أشباه الموصلات
* ماء نقي للمختبر
أنظمة المياه منزوعة الأيونات

في هذه الحالات، عادة ما تكون عدادات التدفق فوق الصوتية خيارًا أفضل.

السوائل الهيدروكربونية

سوائل مثل:

* زيت
* وقود الديزل
* بنزين
* زيت هيدروليكي

تتميز بموصلية منخفضة للغاية ولا يمكن قياسها عمومًا باستخدام عدادات التدفق الكهرومغناطيسية القياسية.

قد تشمل التقنيات البديلة ما يلي:

* عدادات تدفق الكتلة كوريوليس
* عدادات تدفق التوربينات
* عدادات التدفق ذات الإزاحة الموجبة
* عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية (حسب التطبيق)

كيفية فحص موصلية السائل قبل اختيار مقياس التدفق؟

قبل اختيار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، يُنصح بالتحقق مما يلي:

1. تكوين متوسط

افهم ما إذا كان السائل يحتوي على:

* الأملاح المذابة
* المعادن
* الأحماض أو القلويات
* الجسيمات الموصلة

عادة ما تتمتع السوائل التي تحتوي على أيونات بموصلية أعلى.

2. قيمة التوصيلية الفعلية

ينبغي قياس الموصلية في ظل ظروف التشغيل الفعلية.

تشمل العوامل المهمة ما يلي:

* درجة حرارة السائل
* التركيز الكيميائي
* شروط العملية

يمكن أن تتغير الموصلية بشكل كبير مع درجة الحرارة والتركيز.

ماذا يحدث إذا كانت الموصلية منخفضة للغاية؟

عندما تكون الموصلية أقل من النطاق الموصى به، قد يواجه المستخدمون ما يلي:

مخرجات غير مستقرة

قد يقفز معدل التدفق المعروض أو يتقلب حتى عندما يكون التدفق الفعلي مستقرًا.

خطأ التدفق الصفري

قد لا يكتشف المحول إشارة كافية وقد يعرض تدفقًا صفريًا.

دقة ضعيفة

قد يكون للقيمة المقاسة انحراف أكبر من المتوقع.

حلول لتطبيقات الموصلية المنخفضة

إذا كانت موصلية السائل قريبة من الحد الأدنى المطلوب، فيمكن النظر في عدة حلول:

1. تأكد من الموصلية الفعلية

أحيانًا تنشأ المشكلة من افتراضات خاطئة حول خصائص السائل. ويمكن أن يساعد قياس الموصلية الفعلية في تحديد مدى ملاءمته.

2. اختر مقياس تدفق كهرومغناطيسي مناسب

تتمتع بعض عدادات التدفق الكهرومغناطيسية المتقدمة بقدرات محسّنة لمعالجة الإشارات ويمكنها التعامل مع التطبيقات ذات الموصلية المنخفضة بشكل أفضل.

3. اختيار تقنية قياس بديلة

إذا كانت موصلية السائل منخفضة للغاية، فضع في اعتبارك ما يلي:

* مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية يُثبّت بمشبك
* مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية مدمج
مقياس تدفق كوريوليس

يعتمد الاختيار على نوع السائل، ومتطلبات الدقة، وحجم الأنابيب، وظروف التركيب.

هل تؤثر درجة الحرارة على الموصلية؟

نعم. تتغير موصلية السوائل بتغير درجة الحرارة.

عمومًا:

* ارتفاع درجة الحرارة يزيد من الموصلية.
* انخفاض درجة الحرارة يقلل من الموصلية.

على سبيل المثال، قد تختلف موصلية الماء المقاسة عند 20 درجة مئوية عن القيمة عند 60 درجة مئوية.

لذلك، ينبغي أن يأخذ تقييم الموصلية في الاعتبار درجة حرارة التشغيل الفعلية للتطبيق.

تبلغ الموصلية الدنيا المطلوبة لمعظم عدادات التدفق الكهرومغناطيسية حوالي 5 ميكروسيمنز/سم. يجب أن يتمتع السائل بموصلية كهربائية كافية لتوليد إشارة جهد قابلة للقياس بين الأقطاب الكهربائية.

تُعدّ عدادات التدفق الكهرومغناطيسية مثالية للسوائل الموصلة للكهرباء مثل الماء ومياه الصرف الصحي والمواد الكيميائية والطين. إلا أنها غير مناسبة للسوائل غير الموصلة للكهرباء مثل الزيت والوقود والماء فائق النقاء.

قبل اختيار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، تأكد دائمًا من موصلية السائل ودرجة الحرارة وظروف العملية لضمان قياس موثوق ودقيق.